package com.lx.algorithm.heap;


import java.util.Arrays;

/**
 * Description: 堆排序 大根堆 保证所有字节点都小于头节点
 *
 * Copyright:   Copyright (c)2019
 * Company:     zefu
 * 学习好枯燥啊
 * 有些人如果不刻意去见的话 可能一辈子都不会在见到了
 * 更何况我们本来就是互相不想相遇的人
 *
 * @author: 张李鑫
 * @version: 1.0
 * Create at:   2021-09-07 11:09:23
 * <p>
 * Modification History:
 * Date         Author      Version     Description
 * ------------------------------------------------------------------
 * 2021-09-07     张李鑫                     1.0         1.0 Version
 */
public class Heap {

    /**
     * <p>
     * 从当前位置向上遍历
     * 如果大于上层的数就向上交换 然后继续排当前数
     * 计算公示是 （i-1）/2 而不是 i/2 -1
     * 因为如果是左边的数的时候/2 -1 就错了
     * </p>
     *
     * @param arr   原数
     * @param index 当前数索引
     * @return void
     * @Author zlx
     * @date 2021/9/10
     */
    public static void heapInsert(int[] arr, int index) {
        while (arr[index] > arr[(index - 1) >> 2]) {
            swap(arr, index, (index - 1) >> 2);
            index = (index - 1) >> 2;
        }
    }

    /**
     * 交换
     *
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     */
    public static void swap(int[] arr, int left, int right) {
        int temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
    }

    /**
     * <p>
     * 从index的位置下沉
     * 停:较大的孩子都不比index位置的数大
     * 函数都是针对单节点的下沉
     * </p>
     *
     * @param arr
     * @param heapSize
     * @param index
     * @return void
     * @Author zlx
     * @date 2021/9/7
     */
    public static void heapify(int[] arr, int index, int heapSize) {
        int left = index * 2 + 1;
        while (left < heapSize) {
            //先找到子节点较大的数  一定要用 右树比较左树 如果用左比右 假设left+1<heapSize 整个三元运算 就是false 的选型 就会选择 右树 那么可能会造成 数组越界 或者堆越界(既已经排好序的数 再次被打乱 !!!!)
            int nextIndex = left + 1 < heapSize && arr[left+1] > arr[left ] ? left+1 : left ;

            //比较 根节点根子节点的大小
            nextIndex = arr[index] > arr[nextIndex] ? index : nextIndex;
            //如果相等就退出循环
            if (nextIndex == index) {
                break;
            }
            swap(arr, nextIndex, index);
            index = nextIndex;
            left = index * 2 + 1;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
		int testTime = 500000;
		int maxSize = 100;
		int maxValue = 100;
		boolean succeed = true;
		for (int i = 0; i < testTime; i++) {
			int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
			int[] arr2 = copyArray(arr1);
			heapSort(arr1);
			comparator(arr2);
			if (!isEqual(arr1, arr2)) {
				succeed = false;
                System.out.println("error");
				break;
			}
		}
    }


    /**
     * <p>
     *     先把数组转还成一个大根堆（大根堆堆顶就是当前数组最大的数）
     *     每次把堆顶的数跟最后一个数交换 把换上来的数下沉 会生成一个新的最大数 堆大小-- 直到为0
     *
     * </p>
     * @param  arr
     * @return void
     * @Author zlx
     * @date 2021/9/10
     */
    public static void heapSort(int []arr){
        if (null==arr||arr.length<2){
            return;
        }
        //把数组转换大根堆
        for (int i = arr.length-1; i >= 0; i--) {
            heapify(arr,i,arr.length);
        }

        int heapSize=arr.length-1;
        //交换头跟尾的数
        swap(arr,0,heapSize);
        while (heapSize>0){
            heapify(arr,0,heapSize--);
            swap(arr,0,heapSize);
        }
    }


    /**
     * <p>
     * 已知一个几乎有序的数组。几乎有序是指，如果把数组排好顺序的话，每个元素移动的距离一定不超过k，并且k相对于数组长度来说是比较小的。
     * 请选择一个合适的排序策略，对这个数组进行排序。
     * <p>
     * <p>
     * 可以借助系统提供的堆结构去实现.
     * 实现思路:先创建一个key+1的长度的小根堆
     * 然后从start开始弹出一个数(小根堆默认弹出的数就是最小的数)
     * 然后把key+1++的数继续放到小根堆中 直到所有数据都加入到小根堆 然后依次弹出
     * </p>
     *
     * @param arr
     * @param key
     * @param index
     * @return int[]
     * @Author zlx
     * @date 2021/9/7
     */
    public static int[] heapSortByKey(int[] arr, int key, int index) {

        return null;
    }


    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + ",");
        }
        System.out.println();
    }

}
